3,556 matches
-
de mare putere, comparabile cu a generatoarelor sincrone, care sunt folosite în centralele de pompaj (de uniformizare a vârfurilor de sarcină), a căror putere pe unitate a ajuns chiar la sute de MW. Progresele semnificative, în ceea ce privește creșterea performanțelor mașinilor de inducție se datorează materialelor superioare utilizate, ameliorării proiectării și a tehnologiilor de execuție. Un impact benefic asupra evoluției pozitive a sistemelor de acționare cu convertoare electromecanice din categoria mașinilor asincrone îl constituie pătrunderea tot mai pronunțată în practica de zi cu
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
zi cu zi a sistemelor de calcul moderne bazate pe microprocesoare, sisteme care asociate cu dispozitive electronice performante concură cu succes la proiectarea, simularea, controlul în timp real, încercarea industrială și răspândirea în cele mai diverse aplicații a mașinilor de inducție. Lucrarea de față constituie cel de-al III-lea volum din cele proiectate de autor, dedicate transformatoarelor și mașinilor electrice de curent alternativ. Volumul este divizat, cel puțin din motive de ordin didactic, în două capitole mari: primul este dedicat
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
volum din cele proiectate de autor, dedicate transformatoarelor și mașinilor electrice de curent alternativ. Volumul este divizat, cel puțin din motive de ordin didactic, în două capitole mari: primul este dedicat analizei fenomenelor de bază și caracteristicilor mașinilor trifazate de inducție în regim staționar simetric, iar cel de-al doilea capitol este destinat tratării mașinii de inducție în regimuri nestaționare și/sau nesimetrice, atât în varianta bifazată cât și în cea trifazată. Nu intenționez o prezentare în amănunt a conținutului acestui
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
divizat, cel puțin din motive de ordin didactic, în două capitole mari: primul este dedicat analizei fenomenelor de bază și caracteristicilor mașinilor trifazate de inducție în regim staționar simetric, iar cel de-al doilea capitol este destinat tratării mașinii de inducție în regimuri nestaționare și/sau nesimetrice, atât în varianta bifazată cât și în cea trifazată. Nu intenționez o prezentare în amănunt a conținutului acestui volum, aceasta fiind posibilă prin parcurgerea cuprinsului, ci mă voi limita la scurte referiri privind doar
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
cele din bibliografie, o altă exprimare a bilanțului de puteri, a randamentului, a puterilor, unele aspecte privind funcționarea la rețea a mașinilor asincrone, regimul de dublă alimentare etc. La mașinile de curent alternativ și îndeosebi la cele asincrone, unde fenomenul inducției este preponderent, se dovedește mai nimerită folosirea, pentru oricare din înfășurări, a ecuației de tensiuni: </formula> (6.47), întrucât intervin doar două mărimi variabile, una de natură electrică, tensiunea, alta de natură magnetică, fluxul total, iar ν este o mărime
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
saturația). Totodată, s-au mai inserat și alte rezultate ale cercetărilor întreprinse de colectivul din care face parte autorul lucrării de față, privind, în special, fenomenele intime de conversie electromecanică, diagramele loc-geometric, extinderea noțiunii de unghi intern la mașinile de inducție și a caracteristicilor unghiulare (noțiuni folosite frecvent la mașina sincronă) etc. Pentru fixarea noțiunilor au fost propuse probleme (în cea mai mare parte dintre ele originale) rezolvate integral, la sfârșitul capitolului al 5-lea. În capitolul al 6lea, cu un
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
cititorilor, va fi folosită în scopul ameliorării calității lucrării de față, al cărei autor vă va fi recunoscător, mai ales în eventualitatea unei reeditări. Iași, Iulie 2012 Prof. dr. ing. Alecsandru SIMION <asimion@ee.tuiasi.ro> 5. MAȘINA ASINCRONĂ (DE INDUCȚIE) TRIFAZATĂ ÎN REGIM SIMETRIC STAȚIONAR 5.1 GENERALITĂȚI, ELEMENTE DE CONSTRUCȚIE 5.1.1 Definiții, mărimi nominale, aplicații Denumirea acestei mașini „asincronă“adoptată și în Estul Europeieste preluată din literatura franceză, în special, unde „o mașină asincronă este o mașină
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mașină de curent alternativ la care viteza în sarcină și frecvența rețelei la care este conectată nu sunt într-un raport constant”[1-4, 6-8, 11, 13, 15, 18-22, 27]. În literatura de specialitate anglo-saxonă se folosește termenul de mașină „de inducție” (induction machine), definită astfel: „mașina al cărei circuit magnetic este asociat la două sau mai multe circuite electrice, mobile unele în raport cu celelalte și în care energia este transferată de la partea fixă la cea mobilă sau invers, prin inducție electromagnetică“ [5
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mașină „de inducție” (induction machine), definită astfel: „mașina al cărei circuit magnetic este asociat la două sau mai multe circuite electrice, mobile unele în raport cu celelalte și în care energia este transferată de la partea fixă la cea mobilă sau invers, prin inducție electromagnetică“ [5, 9, 10, 12, 14, 16, 17, 23-26, 28]. Mașina asincronă normală cuprinde două armături, una fixă numită stator și alta mobilă, concentrică cu prima, numită rotor. La mașinile în construcție directă, statorul posedă o înfășurare, de cele mai multe ori
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
deschise (fig.5.4 b). Există și o variantă intermediară de crestătură semideschisă (fig.5.5 c). Crestăturile închise se folosesc la mașinile de tensiuni joase, când sunt umplute cu conductoare circulare (rotunde), introduse manual, fir 20 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar cu fir, prin istmul crestăturii. Acestea pot fi în două straturi sau într-un singur strat (fig.5.4 a). Crestăturile deschise se utilizează în general la mașinile de tensiuni ridicate, când se folosesc conductoare
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
tensiunea rețelei și de tensiunea nominală a înfășurărilor. De asemenea, se pot efectua conexiuni la contactoare sau la comutatoare stea - triunghi, dacă se urmărește pornirea cu curent redus a motorului. 5.2 PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE, ECUAȚII, DIAGRAME ALE MAȘINII DE INDUCȚIE (ASINCRONĂ ) 5.2.1 Principiul de funcționare al motorului trifazat Se presupune o mașină asincronă în construcție directă având pe stator o înfășurare trifazată, alimentată de la un sistem trifazat simetric de tensiuni sau curenți. Acest câmp inductor intersectează atât conductoarele
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
2.1 Funcționarea mașinii asincrone cu rotor imobil la gol Se consideră rotorul fix, iar circuitul rotoric este deschis (Rp este infinit). Statorul este conectat la rețeaua trifazată, curenții absorbiți pe cele trei faze constituie un sistem trifazat simetric, solenațiile, inducțiile și fluxurile polare fiind unde învârtitoare, rotitoare cu viteza de sincronism. Se poate considera că mașina este în regim de transformator trifazat cu secundarul în gol, fluxul variabil fiind datorat undei învârtitoare statorice; adică pentru oricare din spirele înfășurărilor „fixe
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
dacă se folosesc (5.54) și (5.55), adică: . (5.71') Din (5.70) și (5.71) se obține:(5.72) Această expresie se aduce la forme mai compacte:, (5.73) unde s-au introdus notațiile: 42 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar (5.74) Funcția M=M(s), va fi studiată pentru domeniul ). Se constată că : (5.75) ceea ce înseamnă că: pentru spozitiv, când 0sM , funcția analizată trece prin origine, (la s=0→M=0 ) și
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mai mic decât Mp, dreapta 4 , atunci motorul poate porni. Se menționează faptul că în raționamentele de mai sus a fost considerat un cuplu rezistent constant, reprezentat pe domeniul )1,0(s prin drepte paralele cu 46 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar axa absciselor. În realitate, cuplul rezistent are o componentă constantă peste care se suprapun alte componente dependente de viteză (liniar și / sau parabolic ). De exemplu, dacă variația cuplului rezistent Mr(s) este curba 5, atunci
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
regimul de frână, . Punctul GN caracterizează funcționarea mașinii ca generator cu alunecarea . Prin unirea originii O cu punctul N de pe cercul (C) se obține fazorul curentului absorbit. Toți curenții se reprezintă la aceeași scară:(5.112) 60 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar Unghiul dintre curentul I1 și axa verticală, U1 este φ1 - defazajul primar. Se poate determina factorul de putere al motorului, cosφ1, printr-o metodă grafică simplă: se ia pe axa verticală OB un segment 1
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
Tot din diagrama cercului se poate afla punctul M' corespunzător puterii mecanice maxime. Pentru aceasta se duce raza O0M' perpendiculară pe dreapta A0A1 (a puterii mecanice nule) care taie cercul (C) în M', iar puterea mecanică 62 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar maximă este . Se constată că cele două situații: de P1max și PMecmax nu se obțin la aceeași alunecare. În condițiile când se ține seama și de rezistența statorică R1 de pe ramura curentului (pe ramura de
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
centrul cercului folosind faptul că acesta se situează pe dreapta A0O0 înclinată cu unghiul β, dat de (5.130), față de orizontala dusă prin A0. Se mai poate determina centrul cercului O0 dacă se construiește dreapta OO0 68 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar înclinată cu unghiul α față de orizontala dusă prin O, α fiind calculat cu relația (5.132). Cu centrul în O0 și raza A0O0=D/2 se poate trasa cercul (C). Pe acest cerc se pot
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
se face încercarea la tensiune de alimentare variabilă, frecvența rămânând constantă. Apoi, din reprezentarea sumei: 21Ufpp vmecFe , se obține pmec+v (eventual printr-o extrapolare a acestei dependențe) pentru U1≈0. Justificarea este imediată: pierderile în fier depind de pătratul inducției, deci a tensiunii U1, iar când U1=0, rezultă pFe=0, rămânând în acest caz numai pierderile mecanice. Așadar, se pot afla pFe pentru funcționarea mașinii în condiții nominale: U1N, f1N. Există și o altă modalitate de determinare a pierderilor
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
procedează în figura 5.22; anume: în A0 se duce tangenta (T) la cercul (C) perpendiculară pe 00OA ; o dreaptă oarecare (Ds), paralelă cu AA0 , intersectează tangenta (T) în O1 (care corespunde la s=0) și 74 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar prelungirea dreptei 10 AA în K (care corespunde la s=1); segmentul 11 KO se poate grada liniar în procente, de exemplu, pe care se va citi alunecarea. Se pot evalua puterile și pierderile în
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
din figura 5.25 constituie un instrument eficace de înțelegere a fenomenelor specifice mașinii asincrone alimentate la curent impus. În acționările moderne, mai ales în ultimul timp, o dată cu introducerea convertoarelor de frecvență statice, condițiile de funcționare impuse marilor mașini de inducție: la tensiune de alimentare constantă, respectiv la curent statoric constant nu sunt riguros satisfăcute. Diagrama de curenți la U1=constant și diagrama de tensiuni la I1=constant, sunt două cazuri extreme - limită de exploatare a mașinii; în realitate mașinile lucrează
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
3]. Se procedează astfel: -a) Se egalează densitățile liniare ale fundamentalelor solenațiilor: înfășurării rotorice trifazate echivalente raportate la stator și a celei polifazate în colivie și se obține relația (a se vedea 3.89, 3.143): 78 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar(5.155) În practică, înfășurarea rotorică în colivie se introduce în crestături înclinate pe generatoare, de aceea în membrul drept al expresiei (5.155) intervine și factorul de înclinare kir<1, a cărui expresie a
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
5.25), (5.30): (5.166) Curentul rotoric raportat este dat de (5.156) adică: (5.167) Relațiile (5.166), (5.167) au valabilitate pentru orice număr de faze m1 în stator și m2 în rotor. 80 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar 5.4.3.2 Raportarea rotorului bobinat la stator Din motive tehnologice la rotorul bobinat nu se utilizează crestături înclinate, ceea ce înseamnă că: kir=1. În ultimul timp rotorul bobinat este trifazat, adică m2=3
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
prin înmulțirea cu pulsația) se obține o relație similară de raportare:(5.170') Din egalitatea puterilor aparente se obține: (5.171) adică relația de raportare a tensiunilor aplicate sau a tensiunilor induse. 5.5 REGIMUL DE MOTOR AL MAȘINII DE INDUCȚIE 5 5.1 Definiții, alunecare Regimul de motor al mașinii de inducție este caracterizat prin faptul că statorul, cu înfășurare trifazată, absoarbe de la sursă o putere activă pe care o transformă în putere mecanică, furnizată pe la arbore, unei mașini de
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
170') Din egalitatea puterilor aparente se obține: (5.171) adică relația de raportare a tensiunilor aplicate sau a tensiunilor induse. 5.5 REGIMUL DE MOTOR AL MAȘINII DE INDUCȚIE 5 5.1 Definiții, alunecare Regimul de motor al mașinii de inducție este caracterizat prin faptul că statorul, cu înfășurare trifazată, absoarbe de la sursă o putere activă pe care o transformă în putere mecanică, furnizată pe la arbore, unei mașini de lucru. În ceea ce privește alunecarea, în situația când rotorul este imobil, n=0, rezultă
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
Valorile nominale ale alunecării depind de tipul de construcție, mai ales a rotorului (bobinat, cu colivie din bare rotunde fără refularea curentului, cu bare înalte etc. ) de numărul de perechi de poli, de puterea nominală etc. 82 Mașina asincronă (de inducție) trifazată în regim simetric staționar De exemplu, la motoarele de construcție închisă cu colivie normală produse de BBC, valorile alunecării nominale sunt prezentate în tabelul 5.2. Pornirea motoarelor asincrone este un proces tranzitoriu care se petrece atunci când viteza rotorului
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]